Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое поиски строительных материалов, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое поиски строительных материалов , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Военная геология.
При изучении строительных материалов существуют системные классификации их огромной номенклатуры по различным классификационным признакам: производственное назначение, вид исходного сырья, технологический способ производства, структурные особенности и др. При этом различают природные и искусственные материалы.
Природные материалы получают непосредственно из недр земли или путем переработки лесных массивов в «деловую древесину». Этим материалам придают определенную форму и размеры, не меняя их внутреннего строения и состава. В строительстве наиболее широко из числа природных материалов используют каменные и лесные материалы и изделия. В сравнительно небольших количествах находят применение природный битум, асфальт, озокерит, казеин, солома, камыш, торф, лузга и другие местные материалы.
Искусственные строительные материалы и изделия производят на специализированных предприятиях и заводах строительной индустрии. В обобщенном виде классификация строительных материалов по их основному назначению, химическому составу и структурным признакам представлена на рисунке 1.1. Естественно, приведенная на рисунке 1.1 схема не охватывает всего многообразия строительных материалов, а только дает представление о принципах их систематизации.
Номенклатура и основные характеристики строительных материалов, важнейшие требования к их качеству, указания по их выбору и применению для различных типов зданий, сооружений и конструкций изложены в «Строительных нормах и правилах» (СНиП). Конкретные технические требования к отдельным строительным материалам и изделиям изложены в государственных стандартах (ГОСТ), разработанных для каждого материала на
основе новейших достижений науки и техники. В них даются точное определение материала, цифровые показатели свойств, которым должен соответствовать материал, изложены методы испытания, условия хранения и транспортирования материалов. Соблюдение требований ГОСТ и СНиП обеспечивает необходимое качество и рациональное использование строительных материалов.
При поисках и оценке минеральных строительных материалов
метод работы геолога, обслуживающего строительство военноинженерных сооружений во внутренних районах страны, в условиях глубокого тыла, при наличии достаточного времени, с использованием транспортных возможностей и т. д., мало чем
отличается от обычно применяемой методики поисков, разведки
и разработки строительных материалов. Однако в пределах
фронтового района эти работы отличаются своей специфичностью,
особенно при наступательных операциях.
Качество пород, как строительных материалов, определяется, с одной стороны, чисто геологическими признаками, которые
могут быть выявлены на месте путем осмотра обнажения, и,
с другой стороны, лабораторными исследованиями образцов.
При строительстве военно-инженерных сооружений глубокого
тыла и тыловых районов фронта, степень пригодности и качество
минеральных строительных материалов определяются по геологическим признакам и лабораторными исследованиями. Прп поспешном сооружении оборонительных построек качество пород
определяется чпето визуально. Поэтому для военного геолога
важно знать значение физико-механических свойств различных
пород, диапазон их колебаний, влияние различных факторов на
их изменение и требования, предъявляемые к породам для различных военно-ипженериых работ и сооружений.
Свойства пород определяются прежде всего особенностями
самой породы. К ним относятся структурные, текстурные признаки, сложение пород, минеральный состав, состояние (.выветрелость, трещиноватость! залегание, влажность и т. л. Различные
соотношения этих Факторов определяют Фпяпко-мехатптческпе
свойства порольт и сильно влияют на ео качество как строительного материала.
Такие признаки порол, как минеральный состав, структура, текстгря сложение, залегание и состояние, хорошо нзвоетчьт геологу и являются предметом сиеиняльиого изучения в соответствующих курсах. Ядеть необходимо только отметить, что для механических свойств пород все яти признаки и особенности часто играют решающую роль. Для гранитов, например, наиболее
прочной составной частью является кварп. Количество даппого минерала в породе отражается и на прочности камня: имеет значение по только его количество, но и характер расположения
в массе пороты. Противоположное значение имеет другой минерал— слюда. Полевой шпат снижает прочность гранита, если
встречается в крупных кристаллах. Наиболее прочны равномерноп мелкозернистые гиаппты с небольшим количеством слюды.
Важнейшим признаком, определяющим пригодность пспопьзовлння в строительстве песчаника, является рот пемепта. соотк ношение цемента с зернами и т. л. И тут минеральный состав
порольт. ее текстурные и структурные признаки играют номадоважную роль в опенке механических свойств этой породы. Например, не безразличен минеральный состав цемента —
будет ли он у песчаников карбонатным, или глинистым, или кварцевым и т. д. Большую роль играет способность цемента к выщелачиванию. Нередко имеет значение и происхождение цемента: обра,-
зовался лн он в момент отложения цементируемого материала
пли является связанным со вторичными процессами.
Зависимость механических свойств песчаников от структурных признаков (характера взаимоотношений цемента, со связывающими зернами) можно иллюстрировать еле дующими примерами: при базальном типе, когда в породе преобладает цемент
над зерном (сплошной цемент), физико-механические свойства
такой породы будут зависеть только от цемента: при цементе соприкосновения зрроп между собой (обволакивающий цемент) механические свойства породы будут характеризоваться малой
прочностью. При заполнении цементом пор, образующихся между
зернами (цемент пор, цемент обрастания), механические свойства
породы оказываются в одинаковой мере зависящими и от цемента и от зерен. Наибольшей прочностью отличаются такие
песчаники, у которых отдельные зерна срастаются прн проще
сях метаморфизма (кварциты).
Эти же свойства в равной мере отражаются и на механических признаках других пород, применяемых в строительстве, как,
папрпмер, известняки п различные интрузивные п эффузивные породы.
Не меньшее значение при оценке пород для геолога имеют нх
залегание и сложение. Первое определяет степень раздробленности, трещиноватости: второе, отражая и первичные признаки,
приобретенные породой в момент образования, и последующие
воздействия, сильно влияет и на механическую прочность порол,
которая особенно сказывается при устройстве подземных сооружений (убежища, подземно-минные сооружения и т. д.1 Большое значение указанные факторы имеют и при разработке строительного камня. В массе породы всегда можно наметить пли
видимые или скрытые третпины, пли направления, по которым
спин снеипения отсутствуют пип значительно ослаблены, что намного облегчает ломку камня. Особое значение имеют трещины
папллстоваппя и различные по своему характеру тектонические
трещины, возникающие в результате напряжений и деформаций. В интрузивных породах аналогичное значение имеет система
трещин КЛооса. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Не следует также забывать и то, что степень
трещиноватости теснейшим образом связана с звукопроводимостью
пород. От трртпиноватостп зависит также воздухо- и газопроницаемость. волопронипаемпсть пород и т. л.
Таким обгязом. военному геологу, яанпмаютпР'ГУся обследованием Фронтового района, необходимо обращать внимание на самые разнообразные особенности, выявляя их непосредственно на
месте в полевой обстановке при помощи немногих инструментов
и имея в своем распоряжении ограниченное время
При заблаговременном строительстве военно-янжеперпых сооружений выяснение механических свойств пород по ограничивают визуальным их обследованием, но берут пробы для лабора
торного изучения. Характер этого изучения и выявляемые константы мало чем отличаются от тех. котовые применяются при
строительстве гражданских сооружений. Ниже мы остановимся
только на, главнейших свойствах пород, изучаемых в лаборатории: знать их военному геологу необходимо потому, что он должен быть готовым к определению их по впетчппм тгггзиакам
в случае невозможности подвергнуть породу лабораторному изучению.
Плотность п пористость. Значение этих свойств для
строительных материалов очень велико. С ними связаны и другие механические особенности пород —
прочность, волопоглотиенне. морозостойкость и теплопроводность. Для определения плотиосгп и пористости необходимо знать удельный и объемный вес
породы. Объемный вес обычно меньше удельного и разница между ними тем больше, чем большей пористостью обладает порода. Степень влажности породы ппн атом играет важную роль,
так как значительно увеличивает объемный вес. Значение указанных Лирических свойств поппд. н особенности объелптого веся,
имеет существенное значение. С объемным весом связан целый
ряд важных свойств материалов: теплопроводность, звукопроницаемость. звукопоглощение и дп. Значение объемного ве^а важно
не только дтя определения плотности и пористости, ио и при выборе строительного камня для различных сооружений. В неко¬
торых случаях более пригодными являются тяжелые камни (подводные гидротехнические сооружения, зубы дзотов и т. д.), в других случаях —
легкие. Важен объемный .вес и для расчета
перевозок материалов.
При выявлении пористости надо помнить, что в рыхлых породах она, главным образом, определяется Формой отдельных частиц, их расположением и степенью неоднородности. Увеличение
последней обычно уменьшает пористость —
особенность, которую надо учитывать при подборе заполнителей в бетон.
Пористость пород является етпе чрезвычайно важным физическим свойством и потому, что определяет отношение горных порот к воде.
Водные свойства. Водные свойства горных пород подробно изучаются при разрешении ряда гидрогеологических и инженерно-геологических задач. Однако они весьма важны и
в строительном отношении.
Способность породы к водопоглощению определяется коэфи- циентом насыщения, представляющим отношение количества поглощенной воды к объему пор. Водопоглощение всегда меньше
величины пористости и колеблется в весьма широких пределах:
у плотных каменных материалов (гранит, диабазы и пр.) оно
близко к нулю (0,5—0,9%), у пористых пород (вулканические
туфы) достигает 10—23%, у таких пород, как торф, —100% и
более.
Водопоглощение отрицательно влияет на строительные свойства материалов, так как при насыщении водой происходит ослабление связи между частицами материала и прочность его понижается.
Размягчаемость определяется коэфициентом размягчения,
представляющим отношение прочности материала (временного
сопротивления породы), насыщенного водой, к прочности сухого.
Значение коэфициента колеблется от 0 до 1, и он тем меньше,
чем сильнее влияние воды на породу.
Определение данного коэфициента имеет значение для выявления состояния пород под водой и во влажной среде. В таких
условиях не может применяться порода, имеющая коэфициент
размягчения меньше 0,8. Этот же коэфициент косвенно указывает на степень морозоустойчивости горных повод.
Водопроницаемость—явление, с которым приходится считаться
для различных строительных материалов, употребляемых при
постройке, например, гидротехнических сооружений. Степень
водопроницаемости зависит от степени плотности материала, пористости и ее характера. Существует большое количество способов определения водопроницаемости, которые излагаются в специальных курсах.
Способность горных пород выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без разрушения носит название морозоустойчивости, Этот признак является одним из важных свойств строительного камня для определения
сопротивляемости климатическим условиям. Степень разрушения
породы от мороза и оттаивания зависит от объема и характера
доступных для воды пор. Она определяется или в лаборатории
специальными методами или по коэфициенту; водонасыщения,
который должен быть менее 0,8.
Одним из важных свойств строительного камня является его
прочность. Под ней понимают способность горных пород сопротивляться разрушению от действия внешних сил. Приложение последних к породе вызывает внутренние напряжения сжатия, растяжения или среза. Сопротивление на растяжение, срезывание или изгиб определяют сравнительно редко. Очень распространенным является определение временного сопротивления сжатию, которое используется не только для характеристики горной породы, как строительного материала, но и
в инженерной геологии с точки зрения качества основания фундаментов сооружений. Величина временного сопротивления сжатию в горных породах очень изменчива. Зависит она от особенностей самой породы: ее минерального состава, текстурных и структурных признаков, степени выветрелости породы, плотности и пористости.
По временному сопротивлению сжатию все породы классифицируются на сорты и классы. Для дорожных покрытий, например,
приняты следующие данные:
1 сорт — более 800 кг/см2;
2 сорт—600—800 тсг/сж2;
3 сорт —450—600
4 сорт —300—450 тсг/сж2 и
5 сорт менее 300 кг/сж2.
Нередко но тому же признаку строительные камин разде¬
ляются на классы (практика США):
Удовлетворительный . 700—1650 к*[смХороший 1050—1260 »
Очень хороший .... 12(50—1400 „
Превосходный .... свыше 1400 ,
Твердость является также признаком, определяющим качество строительного материала. От степени твердости горных
пород зависит их истираемость. На последнюю влияет не только
твердость отдельных составных частей породы, но величина зерен, минеральный состав, структура породы, степень ее выветрелости.
Большое значение истираемость имеет для дорожно-строительного камня.
С перечисленными особенностями горных пород стоит в связи
и способность их распадаться на части под действием удара.
Данный признак имеет большое значение для фортификационных сооружений и дорожных покрытий.
Помимо перечисленных свойств, в строительной практике учитывают также цементирующую особенность пород,
огнестойкость, теплопроводность, звукопроводность, газопроводность и пр. Для военного геолога последние два свойства очень важны, что указывалось ранее.
Месторождения строительных материалов, которые используются геологом в прифронтовых условиях, должны отвечать
определенным требованиям. Одно из них, являющееся может
быть, основным, касается размещения месюрождепии ио отношению к объекту строительства. Ввиду поспешности, с которой ооычно строятся оборонительные линии, отсутствия возможности
загрузки транспорта, большого количества требующихся строительных материалов, рентабельными являются только те, которые
находятся в незначительном удалении от места строительства.
Это расстояние не должно превышать 0,5—1 км.
Б связи с указанными условиями, месторождениями строительных материалов считаются и такие точки, на которые
аз ооычных условиях не обращают внимания из-за недостаточного
количества сырья, определяемого немногими сотнями кубометров. Такие незначительные но своим запасам месторождения
гравия, песка и прочих материалов, располагающиеся по соседству с местом строительства, оказываются более приемлемыми,
чем крупные месторождения, отстоящие на десятки и сотни километров, требующие загрузки железнодорожного и других видов
транспорта. Это положение является выгодным еще и с другой
стороны. Меньшие месторождения «поддаются значительно лучше
маскировке, чем крупные, что является одним из -важнейших
условий разработки в условиях фронта. Ввиду трудности отыскать месторождения, отвечающие указанным -выше требованиям,
при этом с хорошими качественными показателями, нередко используют как строительный материал и такой, который в иной
обстановке считался бы не кондиционным.
Поиски минеральных строительных материалов в полосе
фронта всегда отличаются поспешностью и обусловливаются деооходимостью в короткий срок найти, оценить, разведать месторождение и передать его строительству. В связи с этим военный
геолог должен использовать такие поисковые признаки, которые
позволяют без сложных горных работ получить требуемые данные в короткий срок. При поисках строительных материалов
применяются различные способы.
Наличие каменных строительных материалов в исследуемом
районе устанавливается по имеющимся литературным данным
и па основании рассмотрения литологической колонки всех стратиграфических подразделений, а также и геологических и специальных карт, имеющихся под рукой. Чрезвычайно важно иметь
правильные представления о тектонической структуре района. Почти всегда литературных данных бывает недостаточно, и необходимо, основываясь на них, проводить полевые геологические
исследования, пользуясь всеми методами инженерией разведки.
Надо заметить, что многое в этом отношении дают расспроспые
сведения. Зная стратиграфию района и представляя тектонику $го, нетрудно предугадать места возможных выходов горных пород в направить соответствующим образом поиски.
Особым типом месторождения являются так называемые «напольные валуны», которые представляют соосй скопления отдельных валунов на поверхности. В поисках их нужно основываться
на анализе гляциального рельефа, где они чаще всего встречаются в перигляциальной зоне, в области развития конечных
морен. Нередко валуны скапливаются в руслах оврагов и речек,
которые размывают морены и образуют так называемые «русловые валуны». Эти два тина месторождений могут дать валунный
камень и бутовый камень. Необходимо при этом предусматривать
трудность раздробления крупных валунов и необходимость иметь
для этого или специальные инструменты или взрывчатые вещества.
Поиски рыхлых минеральных строительных материалов, как
гравии и лесок, почти целиком оказываются связанными с новейшими отложениями и формами рельефа, которые они образуют. Чрезвычайно широко при этом может быть применен геоморфологический метод, который позволяет до минимума сократить разведочные работы.
Каждому генетическому тину четвертичных отложений, с которыми связаны определенные элементы аккумулятивного рельефа, отвечают и определенный характер залегания и особенности
строительных материалов, предопределяющие особую методику их разведки. Так» например, С. С. Виноградов и С. И. Тауберг
дают следующую характеристику различным генетическим типам
месторождений гравия (преимущественно для Московской области). Аллювиальный тип характеризуется невыдержанностью и
малой мощностью гравийных слоев и сравнительно высоким, но
очень колеблющимся содержанием гравия, что обусловливает невозможность интерполяции процента -выходов гравия, даже при
значительной густоте разведочной сети. Выход гравия колеблется и доходит до 65%.
Зандровый тип месторождений отличается:
1) значительным площадным распространением;
2) сравнительно большим содержанием гравия с выходом в среднем около 40%, более устойчивым, чем в. аллювиальных месторождениях;
3) пониженным, по сравнению с аллювиальными месторождениями, содержанием крупных фракций;
4) значительно большей, чем в аллювиальных месторождениях мощностью гравийных залежей.
Для озового типа характерным является:
1) высокое содержание гравия (выход гравия до 72%);
2) большая мощность гравийных залежей (до 17 л), но незначительная их площадь;
3) выдержанный гранулометрический и петрографический состав;
4) перемежаемость слоев гравия с пустыми или бедными гравием
прослоями (которых сравнительно мало).
Друмлины с точки зрения месторождения гравия имеют малое практическое значение.
На этих примерах становится совершенно ясным значение знания генетических типов месторождения. Поисковые прйг знаки их целиком определяются их морфологическим обликом и
нарагенетическимн взаимоотношениями отдельных элементов гляциального и эрозионного рельефа. Совершенно то же можно отметить и для месторождений песка.
После того, как искомый строительный материал обнаружен, в месте его выхода ставят разведочные работы и оценивают его
с качественной стороны. Метод и поисковых и разведочных работ изменяется, в зависимости от рода строительного материала.
Разведочная работа на валунный камень «напольного» типя.
например, заключается в выявлении площади их распространения и в опытном штабелевании на некоторых участках определенном площади. В других случаях применяют разведочные выработки.
Вследствие ограниченного времепи, имеющегося на строительство, разведка всегда ограничивается минимальным количеством
закладываемых шурфов и буровых скважин, а качественная
оценка в условиях фронта чаще дается визуальная.
При проведении разведочных работ вьюирасгся такой участок, чтсюы условия рельефа способствовали разработке строительного материала, обеспечивали простой отвод воды, облегчали
первичную транспоргировку полезного ископаемою и т. д. Утому
чаще всего удовлетворяют склоны оврагов, балок и речных долин. При таком рельефе обычно легче проводить н маскировку.
Месторождение строительных материалов может считаться рентаоелытым в условиях фронта только в том случае, когда толщина
съема достигает минимальной величины и не осложняет производства работ. За счет мощности вскрыши можно посгупцгься
качеством: выгоднее разрабатывать строительным материал несколько худшего качества, но с меньшей затратой труда и времени, чем наоборот. Надо принимать во внимание также и места
для отвалов и их маскировку. Советы геолога в этом случае могут быть очень полезными.
Прн оценке качества строительного материала к различным
горным породам подходят по-разному. Для массивно-кристаллических пород, например, выявляют степень их вывегрелосги,
мощность зоны выветривания, определяют структурные признаки и минеральный состав и иа основании всех этих данных
дают заключение о степени пригодности камня. Для известняков
большое внимание уделяют, кроме степени выветрелости породы, также и наличию каверн, характеру структуры породы
и т. д. Последний фактор является, например, критерием крепости породы при визуальном определении: известняки мелкозернистые, тонко-кристаллические являются обычно крепкими и
однородными; полукристаллические разности с землистым изломом имеют резко пониженные показатели крепости; известняки
некристаллические с землистой структурой или ракушечники характеризуются непостоянством признаков в одном слое н малой
крепостью.
Только в некоторых случаях (при строительстве второй и
третьей оборонительной линии) образцы горных пород могут подвергнуться лабораторному исследованию, причем его всячески
стараются упрощать.
При выборе места заложения выработок для упрощения разведочных работ всегда используют уже имеющиеся выемки,
иконы, траншеи и ходы сообщений, которые помогают геологу
ие только при оценке месторождения, но и в его поисках.
Подсчет запасов полезного ископаемого производится на основании тех же поисковых скважин и шурфов, иногда дополненных новыми. Эта оценка дает только ориентировочные цифры,
которые и служат критерием пригодности или непригодности
данного месторождения.
Запасы подсчитываются в кубометрах строительного материала.
В результате всех перечисленных работ, геолог составляет
краткую записку, характеризующую полезные ископаемые данного месторождения с точки зрения местоположения, геологического строения, гидрогеологических особенностей, методики разведки и опробования, качества строительного материала, а также
дает подсчет запасов и процент выхода строительного материала.
Приводятся соображения в отношении места складывания съема, места хранения добытого строительного материала, составляется план эксплоатации месторождения и маскировки всех
работ. К записке прикладываются схематические карты в виде плана разведанного участка, геологические разрезы и т. д.
Сдача разведанного месторождения строителям производится по акту непосредственно производителю работ.
Исследование, описанное в статье про поиски строительных материалов, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое поиски строительных материалов и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Военная геология
Комментарии
Оставить комментарий
Военная геология
Термины: Военная геология